模块8隧道防排水74页方案

8.2 防排水材料
隧道用土工织物的力学性能测试一般有条 带拉伸试验、撕裂试验、顶破强度试验、刺破 试验等。
土工织物的渗透性表明其在反滤和排水方 面的能力。根据工程需要，土工织物必须确定 垂直于织物平面的渗透特性（垂直渗透系数及 透水率）及沿织物平面排水的特性（平面渗透 系数及导水率），这些试验已经纳入国际标准。
（3）试件形状有圆柱体和圆台体两种： 圆柱体的 直径、高度均为150 mm；圆台体的上底直径为175 mm，下底直径为185 mm，高为150 mm。
8.2 防排水材料
3）仪混器凝设备土抗渗性试验
（1）混凝土渗透仪。
（2）成形试模。 （3）螺旋加压器、烘箱、电 炉、浅盘、铁锅、钢丝刷等。 （4）密封材料，如石蜡，内掺约 2%的松香。
8.2 防排水材料
2. 试验取样方法
对于出厂合格的产品，同一生产厂家、 同一品种、规格的产品,以5000m为一批进行 验收，不足5000m也为一批。从每批产品的 1～3卷中取样，在距端部300mm处截取约3 m，用于制作厚度允许偏差、最小单个值检 验和截取各项物理力学性能试验所需的样片。
8.2 防排水材料
3. 试验方法
（1）高分子防水卷 材的长度和宽度用
卷尺测量。
（2）平直度和 平整度的量测。
8.2 防排水材料
4. 结果评判
对于防水卷材中的外观质量、面积允许 偏差、卷材中的允许接头数、卷材平直度、平 整度、厚度允许偏差和最小单个值6项要求， 如其中有2项不合格，卷材即为不合格卷材。 如不合格卷不多于2卷，且卷材的各项物理力 学性能均符合要求时，则判定为该批合格。
12，若加压至12 MPa，经8 h 后第三个试件仍不渗水，则停
止试验，试件的抗渗强度等级以P12表示。
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8.3 防排水施工
8.3.1 防水施工
1）基本要求
1. 防水层施工
（1）防水材料的质量、规格、性能等必须符合设计和 规范要求。
（2）防水卷材敷设前要对喷射混凝土基面进行认真检 查，不得有钢筋凸出的管件等尖锐凸出物：割除尖锐凸出 物后，割除部位用砂浆抹平顺。
隧道施工技术
模块8 防 排 水
8.1 8.2 8.3
防排水概述 防排水材料 防排水施工
8.1 防排水概述
8.1.1 隧道防排水的必要性
渗漏水是隧道的常见病害之一。隧道渗漏水的长期作用将 极大降低隧道内各种设施的使用寿命和功能，使隧道的运营条件 恶化，主要表现为：
（1）隧道渗漏水的长期作用可能造成隧道侵蚀破坏。 （2）路面积水，行车环境恶化，降低轮胎与路面的附着力， 容易引发交通事故。 （3）在寒冷地区，尤其是在严寒地区，反复冻融循环，在衬 砌内部造成衬砌混凝土冻胀开裂；在衬砌与围岩之间造成冻胀， 引起拱墙变形、破坏；拱墙上悬挂的冰柱、冰溜侵入隧道净空； 在路面上形成冰坡、冰锥，使行车溜滑，甚至无法通行。
8.2 防排水材料
2. 隧道工程防水混凝土的一般要求
（1）公路隧道模注混凝土衬砌应满足抗渗要求，混凝土的抗 渗等级不小于P8。
（2）当衬砌处于侵蚀性地下水环境中，混凝土的耐侵蚀系数 不应小于0.8。
混凝土的耐侵蚀系数按式（8-1）计算。
Ns=Rws/Rwy
（8-1）
式中，Ns为混凝土的耐侵蚀系数；Rws为在侵蚀性水中养护6 个月的混凝土试块抗折强度（MPa）；Rwy为在饮用水中养护6个月 的混凝土试块抗折强度（MPa）。
8.1 防排水概述
20世纪60年代以前，我国修建的隧道大多未做防 水处理，渗漏水问题突出。近年来，一些新建的公路 隧道也存在较严重的渗漏水现象。当前，公路隧道渗 漏水的问题已被列为公路工程九大通病之一。如何解 决好隧道在运营期间的涌突水、淋水、滴渗水问题， 已经成为隧道设计与施工中的一个关键技术环节。
8.1 防排水概述
公路隧道衬砌的防排水方法很多，应首先 采取引排措施，如设置盲沟、排水管等，将 水引至水沟内排出，然后敷设聚氯乙烯塑料 板或合成树脂防水卷材，以及防水混凝土等 内、外衬砌防水层。当采用复合式衬砌时， 则宜设置夹层防水层。
8.1 防排水概述
8.1.3 隧道防排水结构的主要类型
（2）泄水型或引流自 排型防水。
8.1 防排水概述
2）中隔墙为复合结构
隧道中隔墙处的防排水与复合 式衬砌相同，可以将中隔墙分两次浇 筑，在先施作的中隔墙与其后作为二 次衬砌的墙部之间安设防排水设施， 与整个隧道的防排水设施连成一体。
8.1 防排水概述
4. 明洞防排水结构
1）明洞防水
明洞的防水层一般是在明洞衬砌外模 拆除后，在衬砌外侧覆盖防水卷材。传统 做法是采用石油沥青油毡，如采用甲种、 乙种、丙种防水层，根据地区气温不同分 别选用油-60、油-30、油-10的石油沥 青；同时，在明洞衬砌填土中，采用黏土 隔水层，以防地表水下渗。
8.1 防排水概述
2）复合式衬砌排水结构
隧道内水的来源一般有两 种：一种是由围岩中渗出的地 下水，另一种是在隧道运营过 程产生的污水。
8.1 防排水概述
2. 单层式衬砌防排水结构
1）单层式衬砌防水结构
单层式衬砌通常采用不设伸缩缝和施工缝的内 外两层喷射混凝土。当前，国际最高水平的锚喷支护 可达68 MPa的抗压强度，几乎没有渗水，厚度一次 成形，没有施工缝，不需设沉降缝，已经达到很高的 防水效果。我国目前仅在低等级公路隧道中使用单层 式衬砌防水结构。铁路隧道单层式衬砌防水结构处于 试验阶段。另外，对于地下水水位控制要求高、围岩 采用注浆堵水且围岩稳定性好的隧道工程，采用单层 式衬砌防水结构一般可以降低工程造价。
8.1 防排水概述
2）明洞排水
明洞排水一般采用纵向、横向排 水盲沟与地表排水沟、截水沟组合， 保证排水畅通；同时，填土坡面应与 原始坡面衔接平顺、密实，保证排水 畅通。
8.1 防排水概述
目前，从设计角度看，公路隧道的防水、防 冻做法已比较完善；而从施工角度看，由于工程 条件千变万化，加上各种主观原因或客观原因， 使设计思路难以到位。因此，做好隧道的防水、 防冻工作，关键是要提高施工质量，加强工序间 的质量检查与检测。遇有不良地质条件时，采用 适当措施，使排水系统畅通无阻，防水系统不渗 不漏。
（1）水密型防水。
（3）防排结合的控制型 防排水。
8.1 防排水概述
泄水型或引流自排型防水结构适用于对保 护地下水环境、限制地层沉降没有严格要求的 工程，结合其他必要的辅助措施和设备，也可 以为隧道结构的耐久性及安全运营提供满足要 求的环境条件。这种方式的直接造价相对较低， 但运营维护成本相对较高。
8.2 防排水材料
8.2.3 防水混凝土 1. 防水混凝土的种类
防水混凝土是以水泥、砂、石子为原料或 掺入外加剂、高分子聚合物等，以调整配合比， 减少孔隙率，增加各原材料界面间密实性或使混 凝土产生补偿收缩作用，从而使水泥砂浆或混凝 土具有一定抗裂、防渗能力，使其满足抗渗等级 大于0.6 MPa的不透水性混凝土，也就是自身抗 渗性能高于0.6 MPa的混凝土。
8.2 防排水材料
3. 混凝土抗渗性试验
1）试验目的和适用范围
（1） 设计抗渗等级。
（2） 试验抗渗等级。
（3） 检验抗渗 等级。
8.2 防排水材料
2）试混件凝制备土抗渗性试验
（1）每组试件为6个，如用人工插捣成形时，分 两层装入混凝土拌合物，每层插捣25次，在标准条件 下养护。
（2）试件成型后24 h进行拆模，用钢丝刷刷净 两端面水泥浆膜，标准养护龄期为28 d。
8.1 防排水概述
1. 复合式衬砌防排水结构
复合式衬砌是目前我国隧道工程中 采用最多的一种结构形式。在此类结构 形式中，最常用的是引流自排型防水结 构。此外，也有许多穿越江、河、湖、 海或城市公路隧道采用全包式防水的成 功实例。
8.1 防排水概述
1）复合式衬砌防水结构
在初期支护上敷设的防水材料分为刷式、喷涂式 和粘贴式3种。刷式防水层是将新型防水材料刷在初期 支护上，形成隔水层。喷涂防水层是采用喷涂方法， 在初期支护基面上形成一层防水层，以达到防水的目 的。但是防水层外应设砂浆保护层，以防二次衬砌混 凝土浇筑时损伤喷涂层。目前使用最多的是粘贴式防 水板，其优点是价格较为便宜，安装质量可以检验， 合理安装后可保证不透水。
8.1 防排水概述
8.1.2 隧道防排水的要求
隧道防排水设计应对地 表水、地下水做妥善处理，在 洞内外应形成一个完整通畅的 防排水系统。
8.1 防排水概述
隧道防排水的首要任务是做好堵水和截水。 堵水是在围岩破碎和涌水易坍地段直接向围岩 体内压水泥浆或化学浆液，堵塞裂隙水和渗涌 水孔。至于截水，则主要是防止地表水的下渗， 其措施有铺砌、勾补、抹面，以及坑穴、钻孔 等的填平、封闭等。
8.2 防排水材料
8.2.2 土工织物
土工织物也称为土工布，是透水性的 土工合成材料，按制造方法分为无纺或非 织造土工织物和有纺或机织土工织物。其 具有过滤、排水、隔离、加筋、防渗和防 护等作用。土工织物对隧道工程来讲比较 重要的工程特征有物理特性、力学特性和 水力学特性。
8.2 防排水材料
土工织物的力学特性包括抗拉强度及延 伸率、握持强度及延伸率、抗撕裂强度、顶 破强度、刺破强度、抗压缩性能等。抗拉强 度是土工织物的一个基本性能，在敷设或起 增强作用时，土工织物必须具有足够抗拉强 度。其他各项强度也是在现场实际受力时必 须具有的性能，而其抗压缩性能直接影响反 滤和排水性能。
（3）隧道断面变化处或转弯处的阴角应抹成半径不小于 50 mm的圆弧。
（4）防水层施工时，基面不得有明水；如有明水，应采 取措施封堵或引排。
8.3 防排水施工
2）防水层实测项目 防水层实测项目如表8-4所示。
表8-4 防水层实测项目
8.3 防排水施工
3）外观鉴定
（1）防水层表面平顺，无褶皱，无气 泡，无破损，与洞壁密贴，松弛适度，无紧 绷现象。防水板焊缝应全部进行充气检查。
（2）接缝、补丁处粘贴密实饱满，不 得有气泡、空隙。
8.3 防排水施工
2. 明洞防水层施工
1）基本要求
（1）防水卷材的质量、规格必须符合有关规 范的要求。破损、老化的卷材不得使用。
（2）防水层施工前，明洞混凝土外部用砂浆 涂抹平整，不得有钢筋露头，以免对防水卷材造 成损伤破坏。
（3）明洞外模拆除后应立即做好防水层和纵 向盲沟，保证排水畅通。
8.2 防排水材料
8.2.1 高分子防水卷材 1. 高分子防水卷材的种类及性能要求
从20世纪60年代开始，弹性或弹塑性 的合成高分子防水卷材在发达国家得到了 开发与应用。高分子防水卷材与传统的石 油沥青油毡相比，具有使用寿命长、技术 性能好、冷施工、质量轻和污染性低等优 点，在隧道防水工程中得到广泛应用。
（3）当混凝土结构受冻融作用时，不宜采用火山灰质硅酸盐 水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。
8.2 防排水材料
（4）隧道工程防水混凝土的水泥用量不得少于320kg /m3，水泥强度等级不低于325，水胶比不大于0.50。当掺 入活性细粉时，水泥用量不得少于280kg/m3。
（5）防水混凝土结构应满足以下条件。 （6）试件的抗渗等级应比设计要求提高0.2MPa。 （7）当采用防水混凝土时，应对衬砌的各种缝隙采取 有效的防水措施，以使衬砌获得整体防水效果。 （8）防水混凝土的实际坍落度与要求坍落度之间的偏 差一般不得超过要求值的30%。
8.1 防排水概述
2）单层式衬砌排水结构
衬砌背后积聚的地下水如果导流 不好，就会对支护形成较大水压力， 一般要在设计中设置导流设施，使其 顺利流至衬砌后面的纵向汇水管，特 别是在涌水量较大的地段，设置导流 设施显得更加必要。
8.1 防排水概述
3. 连拱隧道中隔墙排水结构
1）中隔墙为单一结构
隧道中隔墙防排水可 以看作由中央排水管、竖 向排水管、墙顶防水板几 部分组成。
8.3 防排水施工
（4）防水涂料的材料、规格、施工质 量等应符合设计要求。
（5）明洞黏土隔水层应与边坡、仰坡 搭接良好，密闭紧密，能防地表水下渗。
8.2 防排水材料
5）试验结果计算
混凝土的抗渗标号以每组6个试件中4个未发现有渗水现
象时的最大水压力表示。抗渗强度等级按式（8-2）计算。
P=10H-1
（8-2）
式中，P为混凝土的抗渗强度等级；为第三个试件顶面开始
有渗水时的水压力（MPa）。
混凝土抗渗强度等级分级分为P2、P4、P6、P8、P10、P